在当今的数字时代，人工智能技术正引领着教育领域的一轮创新浪潮，其中知识图谱作为连接人工智能技术与教育实践的重要工具，在教学中的运用日趋广泛。此外，与知识图谱互补的问题图谱在教学中也具有不可小觑的价值。当前，各校陆续开展了轰轰烈烈的基于知识图谱和AI的教学创新探索，但是存在对相关概念、价值、应用不清晰的问题，所以，本文希望能抛砖引玉，与你一起思考，知识图谱建设的目的、意义是什么？为什么要建知识图谱？建了如何用？相比以往的教学，它与AI技术结合，能给师生带来什么变化，以期有比较清晰的建设目标、建设思路。
一、为何？知识图谱的目的与意义
我想问你一个问题，你是否在课程中制作了思维导图，或者引导学生在每个单元结束的时候绘制思维导图？该教学设计的目的是什么？这或许是你建设知识图谱的第一个最基本的意义。
知识图谱在课程中，可以将分散的信息通过节点和边的形式连接起来，形成一个具有层次和联系的结构化知识体系，可以解决学生理论知识体系不系统、学习路径不清晰、知识点联系模糊等多个痛点问题。这不仅能激发学生的学习兴趣，还能促进深度学习和提高学习效率。
问题图谱则从教学的目的出发，通过将复杂问题分解为子问题，并将这些问题映射到知识图谱上，将知识点有效联结，培养学生解决复杂问题的能力。这种方法使知识点能够围绕相关问题进行有机组织，鼓励学生进行探索性学习，提升批判性思维和创新能力。
二、如何？基于知识图谱的教学实施
知识图谱+AI技术，就像两个好兄弟，与课程融通，可以在原有教学模式的基础上，进一步体现出数字技术的威力，实现规模化教学与个性化教学兼容、差异教、个性学、精准评成为可能。那么，融入了知识图谱和AI的一节课如何设计呢？我们一起来探索一下！
课前：
教师活动：
- 构建章节或模块的知识图谱，为学生提供宏观学习概览，帮助学生构建学习脉络。
- 设计或选择与知识点相关、由浅入深的问题图谱。
- AI辅助备课，完成课堂教案和学习任务单等材料。
- 准备基于图谱的学习资源和学习任务单，引导学生自主学习。
- 基于学生知识点数据，了解重难点掌握率，精准设计课堂教学。
学生活动：
- 利用知识图谱了解即将学习的内容结构、路径和重难点，针对性学习。
- 根据知识点掌握率数据和个性化学习路径，查漏补缺，学习智能推荐的薄弱知识点，自测至知识点目标达成。
- 与AI互动提问破解疑问或由其推荐拓展资源深度学习。
- 通过问题图谱有针对性地准备和预习，构建初步的问题解决思路，在讨论区讨论。也可探索自建问题路径，自己搭建解决问题所需的知识点，开展学习。
- 根据兴趣跨课学习相关知识点，或学习智能推荐的学术资源，也可与AI互动深入探讨问题图谱的问题。
课中：
教师活动：
- 利用知识图谱辅助讲授课程，展示知识体系，使抽象概念具体化。
- 根据精准数据针对性讲解或答疑，数据驱动提质增效。
- 或教师使用知识图谱和问题图谱共同引导课堂教学，边讲解边展示相关问题的解决路径和知识点的联系，提升课堂的深度和广度。
- 问题驱动的互动：教师提出问题图谱中的复杂或疑难问题，组织学生讨论和合作解答。
- 引导学生小组内或与AI对话，深思、思辨，完成小组项目或问题。
学生活动：
- 在教师引导下，通过知识图谱掌握知识点间的联系，进一步理解重点难点，实现知识目标达成。
- 基于问题图谱，参与课堂讨论，锻炼解决实际问题的能力，使用知识图谱作为参照，加深对问题背后知识的理解。
- 与AI或小组协作解决问题，或利用问题图谱的指导尝试解决较为复杂的问题，锻炼分析问题和协作解决问题的能力。
课后：
教师活动：
- 基于课堂教学后的知识图谱数据变化，分层靶向设计课后练习和深入探索任务。
- 提供适时反馈，帮助学生在知识与问题的反思中巩固学习成果。
- 反思知识图谱、问题图谱设计的问题，优化完善。
学生活动：
- 依托知识图谱复习整理课程内容，对知识点进行系统性梳理，查缺补漏，避免出现知识盲区。
- 围绕问题图谱，进行课后练习和拓展，加深对问题解决策略的理解。
三、应何？教师应掌握的数字化理念、知识与能力
教师在将知识图谱和问题图谱有效地融合到教学中时，需要具备以下知识和能力：
- 知识图谱和问题图谱的构建能力：教师应了解构建知识图谱的方法论，能够在教学实践中设计和完善知识图谱。同时，教师应具备提出、分类和层次化问题的能力，以设计出高效的问题图谱。
- 批判性思维和创新教学法的驾驭能力：教师应提倡批判性思维，不断创新教学方法，促进学生的全面发展。
- 技术工具运用能力：教师需掌握各种教育技术工具，比如智能课堂工具、在线学习平台等，以支持图谱的创建和分享。
另外，知识图谱不是一成不变的，应该根据教学需要及教学实施中发现的问题不断优化，建议您可以：
- 定期审查与修订：课程团队应定期（如每季度或每学期）对知识图谱课程的内容进行审查和修订。这包括对现有知识点的验证、对新兴知识点的添加，以及对过时或不再适用的内容的删除。
您可以基于产教融合、科教融汇，与学科专业或企业行业专家建立合作关系，及时获取行业最新动态和研究成果，确保课程内容的时效性和专业性。
也可定期邀请行业专家进行讲座或研讨，让学生了解最新的行业知识和技术发展趋势，并将这些内容融入课程中。
- 建立实时反馈系统：建立一个学生、教师和其他利益相关者可以提供反馈的系统。这样，一旦发现有新的知识点或现有内容有误，可以迅速进行调整。
您可以鼓励学生提供他们在学习过程中发现的新知识点或问题，以便及时对课程内容进行调整和完善。
也可引导学生进行相关研究项目，通过实践探索新的知识领域，并将研究成果反哺到课程内容中。
在教育教学改革的浪潮中，知识图谱和问题图谱为知识的传递与吸收提供了新的视角和工具。基于它们的应用，不仅可以解决传统教育中的诸多问题，还能提高教学质量和学生的学习效率，促进学生的深入思考和问题解决能力的提高。随着新技术的不断涌现和成熟，将会有更多新的方法和视角融入到未来的教育教学实践中，以实现教育的个性化和智能化，造福于学生成长和发展。
正如别敦荣教授在“AI 技术应用于大学教育教学的理论阐释”（《中国大学教学》2024年第5期）文章中提到，“有人预计AI 技术与大学教育教学的融合将重构大学教育教学生态，这不是危言耸听，而是需要予以高度重视。… 回避和排斥没有出路，大学教师只能直面AI 教育技术挑战，积极投身这场教育教学技术革命，主动应变转型，成为能够驾驭AI 教育技术的新型教师。”
与君共勉。
